UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO

ESCOLA DE ENGENHARIA DE LORENA

TIAGO SIROMA

Estudo de variações na fermentação e propriedades organolépticas na produção

de cerveja com diferentes maltes

LORENA

2013

TIAGO SIROMA

Estudo de variações na fermentação e propriedades organolépticas na produção

de cerveja com diferentes maltes

Monografia apresentado à Escola de Engenharia de Lorena da Universidade de São Paulo Área de Concentração: Processos Biotecnológicos Orientador: Prof. Dr. João Batista de Almeida e Silva

LORENA

2013

AUTORIZO A REPRODUÇÃO E DIVULGAÇÃO TOTAL OU PARCIAL DESTE

TRABALHO, POR QUALQUER MEIO CONVENCIONAL OU ELETRÔNICO,

PARA FINS DE ESTUDO E PESQUISA, DESDE QUE CITADA A FONTE.

CATALOGAÇÃO NA PUBLICAÇÃO

Assessoria de Documentação e Informação

Escola de Engenharia de Lorena – USP

Siroma, Tiago

Estudo de variações na fermentação e propriedades organolépticas na

produção de cerveja com diferentes maltes/ Tiago Siroma; Orientador: João

Batista de Almeida e Silva. – Lorena 2013.

Monografia apresentada na disciplina de TCC II da Escola de Engenharia

de Lorena, Universidade de São Paulo, como requisito parcial para a conclusão

de Graduação do Curso de Engenharia Química.

DEDICATÓRIA

Dedico esse trabalho aos meus pais, por me apoiarem na escolha da minha

formação acadêmica, e dedico aos meus amigos, que sempre estiveram presente

nesses anos todos.

AGRADECIMENTOS

Ao meu orientador professor João Batista de Almeida e Silva por me apoiar na

elaboração do meu projeto.

Aos meus pais, Pedro e Cleusa, que são fundamentais para mim, que me deram

amor, educação e sempre me apoiaram nas minhas escolhas.

A todos os amigos que fazem parte da minha vida, com quem pude contar e que

estiveram juntos com apoio e incentivo. Agradecimentos particulares a André

Zanetti Abud, Caio Hespanhol, João Vitor Attico, João Vitor Sanches Fogaça,

Lucas Bernar e Rafael Tebecherani que se tornaram parte da minha família

durante esses anos. À Márcia Martins, amiga e conselheira.

RESUMO

SIROMA, T. Estudo de variações na fermentação e propriedades

organolépticas na produção de cerveja com diferentes maltes. 2013. 36 f.

Monografia – Escola de Engenharia de Lorena, Universidade de São Paulo,

Lorena, 2013.

A qualidade da cerveja está diretamente ligada às matérias-primas utilizadas para

sua produção bem como às diretrizes do processo determinadas para aquele tipo

específico de produto. O malte utilizado, bem como a forma que ele é tratado para

a obtenção do mosto irá influenciar nas alterações de cor, aroma, paladar, além

de aspectos como a estabilidade da espuma. Este trabalho realizado em uma

indústria cervejeira visou avaliar a cerveja obtida com dois tipos diferentes de

maltes quanto ao perfil da fermentação, as propriedades organolépticas, cor e

estabilidade da espuma, sendo o primeiro malte (Tipo A) o atualmente em uso e o

segundo (Tipo B) o que se busca a homologação. Para isso, foram

acompanhadas as produções utilizando exclusivamente cada um dos maltes, bem

como a mistura dos dois. Pôde-se observar uma melhora efetiva nos parâmetros

que se buscou avaliar no segundo malte, como redução do tempo de

fermentação, melhoria na cor, estabilidade da espuma e avaliação sensorial.

Palavras-chave: Matéria-prima. Produção de Cerveja. Fermentação. Cor.

Estabilidade de Espuma

ABSTRACT

The quality of a beer is directly related to the raw-material used in its production as

well as the process’ guidelines of that specific product. The malt used, as well as

the way it is processed to obtain the must, will influence the color, smell, taste,

besides characteristics such as foam stability. This work was performed in a

brewery and it aimed to evaluate the beer obtained with two different types of

malts regarding their fermentation profile, organoleptic properties, color and foam

stability, the first malt (Type A) currently in use and second (Type B) what we are

seeking approval. For this yields were monitored using only each of the malt, as

well as the mixture of the two. We Could observe an effective improvement in the

parameters that tried to evaluate the second malt as reduced fermentation time,

improvement in color, foam stability and sensory evaluation.

Keywords: Raw-Material. Production of beer. Fermentation. Color. Foam Stability

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 – Adjuntos amiláceos utilizados nos processos cervejeiros...................18

Tabela 2 – Temperatura e pH de atuação das enzimas........................................20

Tabela 3 – Parâmetros avaliados nos maltes........................................................28

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 – Projeto do teste de malte...................................................................25

LISTA DE GRÁFICOS

Gráfico 1 – Taxa de evaporação na fervura do mosto...........................................28

Gráfico 2 – pH no final da fervura do mosto..........................................................28

Gráfico 3 – Concentração de açúcares no mosto frio............................................29

Gráfico 4 – Valores de cor do mosto frio................................................................29

Gráfico 5 – Valores de FAN no mosto...................................................................30

Gráfico 6 – Tempo de fermentação até a retirada da levedura.............................31

Gráfico 7 – Atenuação do extrato durante a fermentação.....................................31

Gráfico 8 – Resultados de cor das cervejas..........................................................32

Gráfico 9 – Medição da estabilidade da espuma das cervejas..............................33

Gráfico 10 – Avaliação do perfil sensorial das cervejas.........................................33

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ........................................................................................................................... 11

2 REVISÃO DE LITERATURA ................................................................................................... 12

2.1 A CERVEJA NO BRASIL ....................................................................................... 12

2.1.1 Histórico ........................................................................................................................ 12

2.1.2 Economia e Mercado .................................................................................................. 13

2.1.3 Cultura e Entretenimento ........................................................................................... 13

2.2 MATÉRIAS-PRIMAS .............................................................................................. 14

2.2.1 Água .............................................................................................................................. 14

2.2.2 Malte .............................................................................................................................. 15

2.2.3 Lúpulo ............................................................................................................................ 16

2.2.4 Adjunto .......................................................................................................................... 17

2.2.5 Levedura ....................................................................................................................... 17

2.3 PROCESSO DE PRODUÇÃO DE CERVEJA ........................................................ 18

2.3.1 Produção do Mosto ..................................................................................................... 18

2.3.2 Fermentação ................................................................................................................ 19

2.3.3 Maturação ..................................................................................................................... 20

2.3.4 Clarificação ................................................................................................................... 20

2.3.5 Carbonatação ............................................................................................................... 21

2.3.6 Envase .......................................................................................................................... 21

2.3.7 Pasteurização .............................................................................................................. 21

3 OBJETIVOS ............................................................................................................................... 23

3.1 OBJETIVO GERAL ................................................................................................ 23

3.2 OBJETIVO ESPECÍFICO....................................................................................... 23

4 METODOLOGIA ........................................................................................................................ 24

4.2 PRODUÇÃO DAS CERVEJAS .............................................................................. 24

4.2 MÉTODOS ANALÍTICOS....................................................................................... 26

4.3 ANÁLISE ESTATÍSTICA ........................................................................................ 26

5 RESULTADOS E DISCUSSÃO .............................................................................................. 27

6 CONCLUSÃO ............................................................................................................................. 34

REFERÊNCIAS ............................................................................................................................. 35

11

1 INTRODUÇÃO

A cerveja é um produto globalmente consumido, oriundo da fermentação

alcoólica de fontes de carboidratos, sua origem data de 4.000 a 6.000 a.C..

Passou por grandes variações quanto às matérias-primas e no processo, mas

hoje se encontra cada vez mais regulado e controlado. De acordo com a Lei da

Pureza promulgada pelo duque Guilherme IV da Baviera em 1516, a cerveja deve

ser produzida exclusivamente a partir de água, lúpulo e malte, no entanto, este

último pode ser parcialmente substituído por adjuntos maltados ou não, de acordo

com regulamentações mais modernas.

Cada um dos ingredientes tem função importante na produção, sendo a

do malte, garantir açúcares fermentescíveis suficientes para ação da levedura

cervejeira na conversão em etanol e gás carbônico. Dessa forma, o tipo de cereal

utilizado e sua composição são responsáveis pelo tipo de cerveja que se deseja

produzir. A qualidade do malte tem influência sobre a cor, aroma e sabor da

cerveja. A cor é influenciada pela composição do grão e pelo nível de torrefação

na malteação. A degradação de cadeias longas de carboidratos por ação

enzimática fornece matéria-prima para fermentação, no entanto, se essa etapa for

excessiva, prejudica a estabilidade da espuma. Estocagem indevida do malte

antes do uso pode acarretar mofo, o que interfere no paladar.

Para o presente trabalho, utilizaram-se dois diferentes maltes: o primeiro,

que será denominado Tipo A, é a atual matéria-prima utilizada, enquanto que o

segundo, denominado Tipo B, foi testado visando a melhoria da qualidade da

cerveja. Para isso, foram acompanhadas as produções utilizando cada um dos

maltes, bem como a mistura dos dois, sendo avaliados os comportamentos tanto

na etapa de fermentação quanto nas propriedades organolépticas, cor e

estabilidade da espuma.

12

2 REVISÃO DE LITERATURA

Não se sabe ao certo quando se iniciou a produção de bebidas alcoólicas

nem mesmo em qual civilização.

Fenícios, assírios, babilônicos, hebreus, egípcios, chineses,

germanos, gregos e romanos mencionaram-nas e cada povo

praticamente tem as suas, a partir das fontes naturais próprias de

açúcares e amiláceos, como frutas, cana, milho, trigo, arroz,

batata, centeio, aveia, cevada e mesmo raízes e folhas.

(AQUARONE et al., 2001)

Na antiguidade, os produtos de fermentação alcoólica originavam-se de

processos espontâneos de fermentação. Com o advento da industrialização e da

biotecnologia, passou-se a produzi-los em larga escala e com métodos modernos,

garantindo padronização e confiabilidade dos mesmos.

No Brasil, fica a cargo do Ministério da Agricultura o registro,

classificação, padronização, controle, inspeção e fiscalização de bebidas

alcoólicas e não alcoólicas, sob os aspectos sanitários e tecnológicos.

Para o caso da cerveja, a legislação brasileira (BRASIL, 2009) define-a

como sendo a bebida obtida pela fermentação alcoólica do mosto a base de

malte, lúpulo, água potável, por ação da levedura cervejeira. Parte do malte pode

ser substituído por cereais maltados ou não, ou por carboidratos de origem

vegetal, transformados ou não.

2.1 A CERVEJA NO BRASIL

2.1.1 Histórico

Há referências sobre a cerveja no Brasil em documentos do século XVII,

no entanto, a cachaça e o vinho eram as bebidas mais consumidas na época. A

cerveja se tornou popular apenas no início do século XIX, com a vinda da família

real portuguesa e o decreto de abertura dos portos feita por Dom João, que

causou grande ampliação da venda de cerveja, inicialmente monopolizada pela

Inglaterra. Foi em 1836 a primeira notícia de fabricação de cerveja no Brasil. Entre

os anos 40 e 80 desse mesmo século surgiram grande quantidade de fábricas e

13

cervejarias, gerando expansão do consumo no país. Em 1882, Louis Bucher e

Joaquim Salles formaram uma sociedade que deu origem "Antarctica Paulista -

Fábrica de Gelo e Cervejaria". Já em 1888, surge a "Manufactura de Cerveja

Brahma Villiger & Companhia", fundada por Villiger, Paul Fritz e Ludwig Mac

(História da Cerveja, [200-?]).

A produção e consumo foram ampliando a partir dai, e atualmente o Brasil

é um dos maiores produtores mundiais da bebida.

2.1.2 Economia e Mercado

Apesar de começar a ser produzida no Brasil somente no fim do século

XIX, a cerveja tornou-se uma das maiores contribuições econômicas do país, com

a geração de empregos, tributos, renda e benefícios sociais.

Atualmente, o setor cervejeiro no Brasil já representa 1,7% do PIB e gera

cerca de 1,7 milhão de empregos diretos, o que corresponde ao pagamento de

R$ 16 bilhões em salários e mais de R$ 19 bilhões em tributos. Quando levado

em conta a contribuição indireta, esses números são ainda maiores. Da

agricultura ao varejo, a indústria cervejeira no Brasil mobiliza cerca de 12 mil

fornecedores de bens e serviços e aproximadamente 8 milhões de profissionais

das mais diversas áreas, envolvendo mais de 1 milhão de pequenas e médias

empresas (CervBrasil - Associação Brasileira da Indústria Cervejeira, 2012).

Quanto à produção, as empresas brasileiras ultrapassaram a Alemanha,

sendo responsáveis pela produção de 13 bilhões de litros, ocupando a terceira

colocação, atrás de Estados Unidos (25 bilhões) e China (35 bilhões de litros). De

acordo com levantamentos da CervBrasil, a tendência é de crescimento para os

próximos anos, principalmente relacionada ao consumo, que hoje é de 65 litros

per capita, ocupando a 24ª posição. Tal aumento se dará em parte pela

qualificação da produção e do conhecimento sobre a bebida no país, e parte pela

apreciação de cervejas especiais, que deverão aumentar o alcance de vendas e

dobrar a fatia de mercado nos próximos cinco anos, que atualmente é de 5%.

2.1.3 Cultura e Entretenimento

Patrocinando festivais de música importantes (Rock in Rio, Lollapalooza

Brasil e SWU) ou concursos culturais, realizando festivais de teatro, gastronomia,

exposições, estimulando diferentes manifestações de cultura urbana, apoiando o

14

desenvolvimento de novos talentos no esporte e nas artes, presente em festas

populares, produção de filmes e vídeos, são diversas as formas de manifestação

de cultura e entretenimento na qual o setor está presente. No esporte, são mais

de 40 times de futebol, com investimento total de R$ 100 milhões, além de

esportes nascentes no Brasil, como, o rúgbi, que tem as seleções nacionais

masculina e feminina patrocínio oficial de uma marca de cerveja (CervBrasil,

2012). Além disso, a cerveja faz parte do roteiro turístico de diversas cidades

brasileiras, como é o caso de Blumenau, Santa Catarina, que é sede da maior

Oktoberfest nacional. Eventos como este replicaram nos três estados da Região

Sul e, em 2012, chegou a São Paulo (Oktoberfest São Paulo, 2013). Também

começam a surgir pacotes turísticos baseados em visitas a cervejarias, como a

sediada em Campos do Jordão, São Paulo.

2.2 MATÉRIAS-PRIMAS

Até a Idade Média não se tinha definido ao certo quais os ingredientes

utilizados na produção de cerveja, sendo feita de diferentes fontes de amido e

empregando diversas ervas aromáticas. A fim de se padronizar tal processo, o

Duque Guilherme IV da Baviera (Alemanha) promulgou, em 1516, a

Reinheitsgebot (Lei da Pureza da Cerveja), instituindo que a cerveja deveria ser

fabricada apenas com água, malte de cevada e lúpulo. Na época não foi inclusa a

levedura, pois não se sabia ao certo sua função, nem mesmo sua existência.

Ainda hoje, principalmente na Alemanha, algumas cervejarias ainda seguem tal

mandamento. Em muitos casos, parte do malte é substituído por cereais não

maltados ou até mesmo açúcar diretamente.

De acordo com Dragone e Almeida e Silva (2010), as matérias-primas,

bem como suas características e importância no processo estão listadas abaixo.

2.2.1 Água

A água representa aproximadamente de 92 a 95% em massa da cerveja,

dessa forma, sua qualidade é de fundamental importância. O tipo e teor de sais

dissolvidos podem agregar sabor, e a presença de matéria orgânica e gases

fornecer odor. Além disso, a composição da água pode influenciar diretamente

nas reações químicas e enzimáticas do processo, afetando a percepção do

15

produto final. As indústrias cervejeiras buscam locais para se instalarem que lhes

forneçam uniformidade e boa qualidade do líquido.

Outro parâmetro importante é o pH, devendo ser levemente ácido para

facilitar a ação enzimática na mostura e evitar a dissolução de compostos

presentes no malte e na casca que ocorre em pH alcalino e que são indesejáveis

no processo.

2.2.2 Malte

O malte corresponde à germinação controlada de qualquer cereal, entre

eles, milho, aveia, trigo, centeio e principalmente a cevada. A cevada é

preferencialmente utilizada por apresentar alto teor de proteínas, que fornecerão

os aminoácidos necessários para a levedura, além de corpo à cerveja.

O malte é a base do fornecimento de açúcares fermentescíveis pela

quebra por ação enzimática das moléculas de amido. Ele também é responsável

pela cor da cerveja de acordo com o nível de torrefação do grão, além de outras

propriedades organolépticas.

A qualidade do malte é avaliada por métodos de análise padronizados por

organizações tais como a European Brewery Convention (EBC) e pela American

Society of Brewing Chemists (ASBC).

Para a produção de malte e cerveja, algumas classes de substâncias são

muito importantes, como amido, polissacarídeos das paredes celulares, proteínas,

lipídeos e polifenóis.

O amido é a principal fonte de açúcares fermentescíveis na cevada. Uma

degradação incompleta durante o processo de malteação/brasagem limitaria o

rendimento e acarretaria problemas de turbidez na cerveja. O amido nos grânulos

da cevada encontra-se em duas formas principais: amilose (cadeias lineares de

glicose que representam entre 20 e 30% do amido) e amilopectina (cadeias

ramificadas de glicose).

A conversão do amido em glicose depende da ação de diversas enzimas,

cada uma agindo sobre ligações específicas. São elas:

• Alfa-amilase: É uma endo-enzima que hidrolisa ligações alfa 1-4 na

amilose e na amilopectina, desenvolve-se durante a germinação na maltaria, é

bastante resistente ao calor e está presente em grande quantidade no malte de

cevada.

16

• Beta-amilase: É uma exo-enzima, que também hidrolisa ligações alfa

1-4, porém apenas pelas extremidades não-redutoras das cadeias, liberando uma

maltose de cada vez. Está presente na forma inativa (associada à outra proteína)

no endosperma da cevada e é liberada durante a germinação. A beta-amilase é

mais sensível ao calor que a alfa-amilase, sendo grande parte destruída entre 30

e 40 minutos de mostura a 65°C.

• Dextrinase-limite: endo-enzima que ataca as ligações 1-6 nas

amilopctinas. Se desenvolve mais tarde na germinação que as outras enzimas e,

assim como a beta-amilase, também é sensível a temperaturas mais elevadas.

Os beta-glucanos e os pentosanos, polissacarídeos das paredes

celulares, restringem o rendimento em extrato quando estão insolúveis e quando

estão solubilizados, aumentam a viscosidade do mosto, o que atrapalha a

extração do mosto secundário, obtido pela adição de água após a filtração inicial.

Podem também sair na forma de solução (acarretando turbidez), precipitado ou

na forma de gel.

As proteínas fornecem os aminoácidos necessários à multiplicação da

levedura durante a fermentação. Algumas proteínas são essenciais para uma boa

espuma. Outras, no entanto, são responsáveis pela turbidez a frio, quando

associadas aos polifenóis da cerveja.

A presença de lipídeos é significativa não somente por sua influência na

ação da levedura durante a fermentação e na qualidade final dos aromas da

cerveja, mas também por ser prejudicial à espuma e à estabilidade organoléptica

da cerveja.

Os polifenóis, apesar de serem componentes importantes na formação de

turbidez na cerveja quando combinados às proteínas, possuem função

antioxidante. Eles também contribuem para o paladar de algumas cervejas.

2.2.3 Lúpulo

O lúpulo é uma planta típica de clima frio, cuja lupulina (substância de

interesse) é obtida a partir das flores de plantas fêmeas. Pode ser comercializado

in natura, prensado na forma de péletes ou na forma de extrato. É o ingrediente

responsável pelo amargor e aroma característico da cerveja, além de auxiliar na

retenção da espuma, remoção de algumas proteínas indesejáveis e função

17

bactericida, atuando como conservante natural, aumentando a vida de prateleira

da cerveja.

2.2.4 Adjunto

Os adjuntos são fontes de carboidratos provindos de cereais não

maltados, que podem substituir parte do malte na produção da cerveja. A

Legislação brasileira estabelece um limite máximo de 45% de adjunto em

substituição ao malte.

Os adjuntos podem ser na forma de cereais, sendo os mais comuns,

milho, arroz e trigo e são adicionados na fase de produção do mosto cervejeiro, e

por não apresentar enzimas, se utilizam das fornecidas pelo malte para hidrólise

de amido. Outra forma são os açúcares diretos (cristalizados ou xaropes), que

apresentam certa vantagem por não necessitar de pré-tratamento, e ocupar um

volume menor de armazenamento.

A tabela 1 mostra alguns exemplos de adjuntos substitutos de malte:

Tabela 1 – Adjuntos amiláceos utilizados nos processos cervejeiros

Umidade (%)

Extrato (% ps)

Proteína (% ps)

Lipídio (% ps)

Temperatura de gomificação (°C)

Necessidade de cozimento

"Grits" de milho 12 90 9,5 0,9 62 – 74 sim

"Grits" de arroz 12 92 7,5 0,6 61 – 78 sim

Amido milho refinado 11 103 0,5 0,05 62 – 74 sim/não

Farinha de Trigo 11 86 8,5 0,76 58 – 64 sim/não

Cevada torrada 6 72 14,5 1,6 - não

Flocos de milho 9 83 9,5 0,9 - não Fonte: Borzani (2001).

2.2.5 Levedura

A levedura cervejeira é o microrganismo responsável pela fermentação

dos açúcares presentes no mosto, convertendo-os em etanol e gás carbônico.

Existem diversas cepas de leveduras, sendo que cada uma é responsável por

agregar características únicas para cada cerveja, de acordo com o produto

excretado pelas células.

As leveduras podem ser divididas em dois grupos: as de alta fermentação

e as de baixa fermentação. Elas se diferenciam pela forma como atuam durante a

fermentação, sendo que no primeiro grupo, ocorre a suspensão das células na

18

parte superior do fermentador e faixa de temperatura de fermentação entre 18 e

22 °C, enquanto que no segundo grupo, as leveduras tendem a flocular e

decantar ao final do processo que é conduzido em temperaturas de 7 a 15 °C.

2.3 PROCESSO DE PRODUÇÃO DE CERVEJA

O processamento industrial de cerveja pode ser dividido em sete fases:

Produção do Mosto

Fermentação

Maturação

Clarificação

Carbonatação

Engarrafamento

Pasteurização

2.3.1 Produção do Mosto

O recebimento do malte nas cervejarias pode ser a granel (armazenados

em silos) ou em sacos de 50 kg (armazenados em galpões adequados). Quando

há silos, o malte antes de ser moído passa por equipamentos que promoverão a

separação de componentes indesejáveis como pedras e sementes estranhas, em

seguida é pesado em balanças apropriadas e enviado para a moagem. Nessa

etapa, os grãos são fracionados em partes menores para facilitar a ação das

enzimas, procurando não triturar a casca e com a produção mínima de farinha,

que dificultam a filtração.

O processo de transformação das matérias-primas cervejeiras (água,

malte, lúpulo e adjunto) em mosto, denomina-se mosturação ou brassagem. Sua

finalidade é recuperar, no mosto, a maior quantidade possível de extrato a partir

de malte ou da mistura de malte e adjuntos (genericamente definidos como

produtos ou materiais que fornecem carboidratos para o mosto cervejeiro), de

acordo com o tipo de cerveja que se deseja produzir. Na fase de cocção, o malte

e seus ingredientes auxiliares, juntamente com água, seguem uma programação

de aquecimento e repousos sucessivos com a finalidade de digerir os amidos por

ação de enzimas gerando açúcares fermentescíveis. Nesta etapa, a ação

enzimática é dependente de diversos fatores, como qualidade do malte,

constituição do produto da moagem, rampa de aquecimento e repouso, pH do

19

meio, entre outros, sendo fundamental na definição de propriedades

organolépticas do produto acabado referente a “corpo” da cerveja e característica

da espuma.

Os valores de temperatura de pH ideais para atuação das enzimas

encontra-se na Tabela 2.

Tabela 2 – Temperatura e pH de atuação das enzimas

Enzimas Temperatura

ótima (°C) pH

ótimo Substrato

Hemicelulases 40-45 4,5-4,7 Hemicelulose

Exopeptidases 40-50 5,2-8,2 Proteínas

Endopeptidases 50-60 5,0 Proteínas

Dextrinase 55-60 5,1 Amido

Beta-amilase 60-65 5,4-5,6 Amido

Alfa-amilase 70-75 5,6-5,8 Amido Fonte: Borzani (2001).

Após o final da mosturação, o mosto deve ser separado da parte sólida

insolúvel através de uma filtração. A torta de filtro é recuperada na forma de um

subproduto e vendida como ração animal. O mosto filtrado segue para a fervura.

A fervura tem por objetivo conferir estabilidade biológica, bioquímica e

coloidal. Além disso, nessa etapa há o desenvolvimento de cor, aroma, sabor e

concentração do extrato. A flora microbiana é destruída, e as enzimas, antes

importantes, são inativadas. Nesse momento é também adicionado o lúpulo, que

dá o aroma e sabor característico à cerveja. Terminada a fervura, o “trub” (resíduo

mucilaginoso semelhante ao lodo) e o bagaço do lúpulo são separados por

decantação.

O mosto clarificado é resfriado de aproximadamente 100°C para a

temperatura adequada de inoculação do fermento. A uma temperatura mais baixa

torna-se mais fácil a aeração, indispensável para o bom desempenho das

leveduras no processo de fermentação alcoólica.

2.3.2 Fermentação

A fermentação tem início com a inoculação do fermento no mosto, que

pode ser na tubulação que conduz ao fermentador ou direto no fermentador.

As leveduras cervejeiras podem seguir dois caminhos metabólicos

distintos de acordo com o ambiente. Inicialmente, sob condições aeróbicas as

20

leveduras podem oxidar completamente as moléculas de açúcar e produzir gás

carbônico, água e energia:

C6H12O6 6 CO2 + 6H2O + 28 ATP + calor

Sob condições de anaerobiose ocorre a fermentação de uma molécula

simples de açúcar, produzindo etanol, gás carbônico e energia:

C6H12O6 2 C2H5OH + 2 CO2 + 2ATP + calor

Para o cervejeiro, as duas vias metabólicas são importantes. A primeira,

que fornece mais energia, é importante no início do processo para promover o

crescimento do fermento. A segunda promove a transformação do mosto em

cerveja, convertendo açúcar em álcool e gás carbônico.

A fermentação pode ser conduzida em processo contínuo ou batelada,

sendo o último, o mais utilizado, ainda que mais tradicional. O período de

fermentação varia de acordo com o tipo de cerveja e da levedura utilizada,

variando, normalmente, de 3 a 10 dias. A fermentação é finalizada ainda com

algum extrato fermentescível presente no mosto.

2.3.3 Maturação

Também conhecida como fermentação secundária, na maturação a

atividade da levedura continua, porém, mais lenta, devido à baixa temperatura em

que é conduzida (normalmente a 0°C), e tem por objetivo:

Iniciar a clarificação da cerveja pela precipitação de partículas

sólidas, (entre elas, células de levedura) que causam turbidez;

Saturação de gás carbônico e

Melhoria das propriedades organolépticas

A fermentação e maturação podem ocorrer em um mesmo tanque ou em

tanques distintos, podendo ser intermediado por uma centrifugação a fim de

clarificar a cerveja.

2.3.4 Clarificação

21

Com a sedimentação na maturação, a turbidez pode ser reduzida em dez

vezes, sendo por isso considerada um processo de clarificação. No entanto, nem

toda turbidez é eliminada, mesmo com a centrifugação, fazendo-se necessário a

filtração da cerveja maturada.

Era-se utilizado filtro prensa com essa finalidade, mas atualmente utiliza-

se mais frequentemente filtro de terra diatomácea. Mais recentemente

desenvolveram-se filtros de membrada, capaz de reter tanto leveduras quanto

bactérias, sendo dispensável a pasteurização, gerando ganhos de custo e

qualidade do produto.

Há cervejarias que realizam uma segunda “filtragem” para reduzir o nível

de polifenol (tanino) na cerveja com poliamidas (nylon 66 e mais recentemente,

polivinilpirrolidona polimerizada) como material adsorvente. A finalidade é conferir

maior estabilidade físico-química à cerveja.

2.3.5 Carbonatação

Durante o processo de fermentação é produzido gás carbônico. Parte

dele é incorporado ao líquido, parte é captado do tanque para futuras utilizações.

Esse CO2 recuperado passa por um processo de purificação, desidratação e

liquefação, e pode ser usado para correções mecânicas de carbonatação da

cerveja filtrada e pressurização nos chamados “tanques de pressão” para

armazenamento final e manter o nível de carbonatação desejado no produto.

2.3.6 Envase

A cerveja fica a espera de ser engarrafada em “tanques de pressão” entre

0 a 1°C para manter o nível de carbonatação desejado no produto final. O envase

pode ser em barris de aço inoxidável ou alumínio, sendo os mais comuns de 25 e

50 litros para cerveja não pasteurizada, conhecida popularmente como “chope”,

ou no caso da pasteurizada, em garrafas de vidro ou latas, com os mais diversos

volumes.

2.3.7 Pasteurização

A pasteurização é responsável por garantir estabilidade biológica à

bebida, prolongando seu prazo de validade, mediante a destruição de

22

microrganismos que deterioram a cerveja. Ela pode ocorrer antes do envaze, por

trocadores de calor de placa modificados; ou após o envaze, em túnel de

pasteurização.

23

3 OBJETIVOS

3.1 OBJETIVO GERAL

Avaliar o perfil do processo fermentativo da obtenção de cerveja utilizando

diferentes tipos de malte e as propriedades organolépticas, cor, e estabilidade da

espuma.

3.2 OBJETIVO ESPECÍFICO

Avaliar a influência que cada malte, bem como a mistura, exerce sobre os

parâmetros avaliados para então determinar se o malte Tipo B pode ser um

melhor substituto ao malte Tipo A.

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4 METODOLOGIA

4.1 MATÉRIAS-PRIMAS

Água: captada e tratada na fábrica

Malte: Tipo A e Tipo B

Adjunto: Arroz

Lúpulo: Aromático e Amargor

Levedura: Saccharomyces cerevisiae

4.2 PRODUÇÃO DAS CERVEJAS

Em todos os casos foram utilizados adjuntos em substituição de parte do

malte, respeitando sempre a mesma proporção.

O processo de produção de mosto foi realizado da mesma forma para

todos os casos:

Foram pesadas as mesmas quantidades de malte e adjunto,

adicionado o mesmo volume de água, e ambos seguiram uma rampa de mostura

padrão ao teste;

A filtração foi realizada em tina filtro utilizando duas águas de

lavagem para extração do mosto;

A fervura foi realizada à mesma condição de pressão de vapor,

buscando-se taxas de evaporação e intervalos de tempo próximos;

O mosto foi resfriado e aerado com os mesmos parâmetros.

A levedura utilizada para fermentação era pertencente à cepa de

Saccharomyces cerevisiae e ficou armazenada até a inoculação em temperaturas

entre 1°C e 3°C. A inoculação foi realizada no mosto, na tubulação que o conduz

até os fermentadores mantendo-se o mesmo número de células por volume por

grau plato do mosto. A mesma tina de fermento foi utilizada aos pares para os

fermentadores com malte 100% Tipo A e 100% Tipo B, conforme Figura 1.

25

Figura 1 – Projeto do teste de malte

A fermentação e maturação foram conduzidas no mesmo tanque sem a

etapa de centrifugação entre elas, sendo este de fundo cônico e igual capacidade

para todos os testes. Quanto à temperatura, o processo apresentou três etapas

que foram acompanhadas de acordo com a atenuação do extrato primitivo. A

retirada da levedura foi feita pelo fundo do tanque no início da segunda etapa,

com cerca de cinco dias. O tempo total de fermentação e maturação foi de 21

dias. Após esse período, todo o volume foi centrifugado a fim de remover as

células de levedura que ainda estavam em suspensão e o líquido foi mantido à

temperatura próxima a zero grau célsius por poucas horas até as etapas de

clarificação e carbonatação.

A clarificação foi realizada primeiramente em filtro de terra diatomácea e

em seguida em filtro de PVPP (Polivinilpoliporrolidona). Não foram adicionados

quaisquer produtos para ajustes ou correções das propriedades da cerveja. A

26

carbonatação foi padrão para todas as cervejas do teste, ficando armazenadas

após a filtração em tanques de pressão sob mesma pressão de gás carbônico.

4.2 MÉTODOS ANALÍTICOS

Durante a mosturação foram acompanhados a taxa de evaporação,

concentração e cor do mosto, pH no final da fervura e FAN (Free Amino Nitrogen).

Durante a fermentação e maturação foram acompanhados os parâmetros

de temperatura, extrato aparente e tempo de fermentação.

As cervejas obtidas foram submetidas aos testes de análise sensorial por

degustadores treinados da fábrica, medida de intensidade da cor por

espectrofotometria de absorção atômica e a estabilidade da espuma pelo tempo

de manutenção da mesma. Essa medida de estabilidade da espuma foi medida

seguindo as normas EBC (European Brewery Convention), injetando-se gás

carbônico na cerveja para produção de espuma em um copo. A coluna de

espuma deve ter no mínimo 50mm e se mensura o tempo de decaimento de

30mm a partir do momento que a espuma atinge 10mm abaixo do nível inicial.

4.3 ANÁLISE ESTATÍSTICA

Os resultados obtidos foram apresentados graficamente, sem expressão

de valores (reservados à empresa) podendo-se fazer um comparativo entre a

performance das cervejas produzidas utilizando cada um dos maltes, bem como a

mistura deles. Em cada gráfico foram inclusos as linhas com valores mínimos

e/ou máximos da especificação do produto como referência.

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5 RESULTADOS E DISCUSSÃO

O estudo da produção de cerveja a partir de diferentes maltes

apresentado foi realizado no período de setembro a outubro de 2013 em uma

cervejaria localizada no estado de São Paulo. Por motivo de confidencialidade de

informações, os resultados obtidos durante este teste foram apresentados

graficamente, sem a exposição de valores, mas de forma a ser possível avaliar a

influência que cada tipo de malte teve no processo fermentativo e nas

propriedades organolépticas, cor e estabilidade da espuma. As linhas tracejadas

são referentes aos limites de especificação aplicados ao produto.

Primeiramente estão apresentados na Tabela 3 resultados de parâmetros

avaliados no malte fornecidos pelas maltarias.

Tabela 3 – Parâmetros avaliados nos maltes

Parâmetro Malte Tipo A Malte Tipo B

Umidade (%) 4,3 4,2

Extrato - Rendimento (%) 82,1 81,8

Cor (ASBC) 2,2 2,5

Proteína (%) 11,0 11,8

Índice de Kolbach 46,0 47,2

pH 5,90 5,92

Poder Diastásico (ASBC) 116 160

Alfa-amilase 63,0 59,6

Beta-glucanos (mg/L) 76 74

Viscosidade 1,52 1,41

FAN (mg/L) 208 241

A partir do mosto produzido, foram analisados a taxa de evaporação e pH

durante a fervura, além da concentração, cor e FAN no mosto frio.

No Gráfico 1, pode-se observar que houve pouca dispersão de valores, os

quais se aproximam do limite inferior da especificação adotada para o produto.

28

Gráfico 1 – Taxa de evaporação na fervura do mosto

No Gráfico 2, pôde-se verificar que o tipo de malte não teve influência nos

valores de pH no final da fervura. A mesma observação se aplica à concentração

do extrato, medida em grau plato no mosto frio, verificado no Gráfico 3:

Gráfico 2 – pH no final da fervura do mosto

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Gráfico 3 – Concentração de açúcares no mosto frio

A pequena dispersão dos resultados da concentração do mosto, quando

submetido às mesmas condições de mosturação, era esperada ao se avaliar o

laudo dos maltes, que apresentaram rendimentos muito próximos. Já quando se

avalia a cor do malte, pôde-se verificar que o malte Tipo B é 13,65% maior

quando comparado ao malte Tipo A, sendo comprovado no mosto frio, conforme

Gráfico 4:

Gráfico 4 – Valores de cor do mosto frio

30

Foi possível observar que o mosto produzido a partir do malte Tipo A

apresentou resultado de cor bem inferior ao produzido a partir do malte Tipo B, e

que da mistura dos dois, obtiveram-se valores intermediários.

O mesmo efeito de comparação foi visto no Gráfico 5, com valores de

FAN (Free Amino Nitrogen).

Gráfico 5 – Valores de FAN no mosto

A quantidade de FAN presente no mosto interfere na nutrição da levedura

durante a multiplicação celular, sendo que valores baixos podem causar arraste

da fermentação, podendo causar a formação de subprodutos indesejáveis à

cerveja.

Como a quantidade de levedura dosada foi baseada apenas nos valores

de extrato no mosto, a maior concentração de FAN obtida a partir do malte Tipo B

ocasionou maior taxa de multiplicação celular, e consequentemente, a

fermentação ocorreu num período de tempo menor neste caso. O tempo de

fermentação pode ser verificado no Gráfico 6:

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Gráfico 6 – Tempo de fermentação até a retirada da levedura.

Nas etapas de fermentação e maturação foram monitorados o consumo

de substrato pela levedura nos tanques sob mesmas condições de temperatura e

pressão. No Gráfico 7, pôde-se verificar o extrato no início e final do processo,

bem como o extrato limite, que se refere ao resultado da fermentação em

condições ideais para a levedura.

Gráfico 7 – Atenuação do extrato durante a fermentação

32

Pôde-se ver que apesar da diferença no tempo de fermentação (Gráfico

6), todos os tanques conseguiram atingir o grau de fermentação corretamente.

As cervejas obtidas a partir dos maltes em estudo foram submetidas a

análises de cor e estabilidade da espuma, bem como avaliação sensorial

realizada por degustadores treinados da fábrica. Os resultados foram expostos

nos gráficos a seguir.

Gráfico 8 – Resultados de cor das cervejas

Como esperado pelos resultados anteriores de cor, a cerveja utilizando

malte 100% Tipo B apresentou valores maiores de cor, mais próximos do limite

superior estipulado para o produto, as cervejas feitas com a mistura dos maltes

apresentaram resultados intermediários, e as produzidas com 100% malte Tipo A

aproximaram-se do limite inferior.

A estabilidade da espuma foi medida seguindo as normas EBC (European

Brewery Convention), e os resultados expressos no Gráfico 9:

33

Gráfico 9 – Medição da estabilidade da espuma das cervejas

Na estabilidade da espuma da cerveja, novamente o malte Tipo B foi

superior ao Tipo A. Esses valores estão relacionados com a quantidade de

proteína presente em cada malte. O malte Tipo B apresentou quantidade proteica

7,24% maior que o Tipo A, de acordo com o laudo da maltaria, e isso influenciou

na estabilidade, principalmente quando utilizado sem a presença do outro malte.

Na avaliação do perfil sensorial das cervejas, o produto obtido a partir do

malte Tipo B obteve melhor avaliação e alavancou significativamente as notas

mesmo quando utilizado em conjunto ao malte Tipo A.

Gráfico 10 – Avaliação do perfil sensorial das cervejas

34

6 CONCLUSÃO

A partir do estudo realizado para avaliar o perfil do processo fermentativo,

bem como das propriedades organolépticas, cor e estabilidade da espuma das

cervejas produzidas de diferentes maltes, pôde-se observar que o malte Tipo B

obteve melhores resultados nos itens que se buscou avaliar.

Por apresentar cor mais alta quando comparado ao malte Tipo A, o

primeiro chegou a apresentar valores no mosto superiores à especificação,

enquanto que o segundo ficou abaixo da especificação. Quando mensurado na

cerveja, todas apresentaram resultados dentro da meta, mas o Tipo B tendendo

ao limite superior, enquanto que o Tipo A tendeu ao limite inferir, sendo a

combinação dos dois a melhor alterativa, nas condições em que foram

produzidas.

A quantidade de FAN influenciou a velocidade de fermentação pela maior

taxa de multiplicação celular da levedura, fazendo com que o substrato fosse

consumido antes do tempo nos testes utilizando 100% malte Tipo B. Uma

alternativa para ajustar esse parâmetro seria reduzir a quantidade de levedura

dosada.

A maior quantidade de proteína fez com que a cerveja produzida com o

segundo malte apresentasse estabilidade da espuma bem superior. Já na

avaliação do perfil sensorial realizada pelos degustadores, houve a comprovação

que o conjunto dos parâmetros avaliados produziu uma cerveja que agradou mais

o paladar dos avaliadores e se aproximou mais do padrão da marca,

apresentando as melhores notas.

Sendo assim, não sendo avaliado o custo de cada produto, o malte Tipo B

foi a melhor alternativa para a produção da cerveja avaliada.

35

REFERÊNCIAS

AQUARONE, E. et al. (Coord.). Biotecnologia Industrial: Biotecnlogia na

Produção de Alimentos. São Paulo: Editora Edgard Blücher LTDA, 2001. 523 f.

BORZANI, W. et al. (Coord.). Biotecnologia Industrial: Fundamentos. São

Paulo: Editora Edgard Blücher LTDA, 2001. 254 f.

COELHO, M. A. Z. et al. Tecnologia Enzimática. Rio de Janeiro: Editora EPUB,

2008. 288 f.

DRAGONE, G; ALMEIDA e SILVA, J. B. Cerveja. In: VENTURINI FILHO, W. G.

Bebidas Alcoólicas: Ciência e Tecnologia. São Paulo: Editora Edgard Blücher

LTDA, 2010. 492 f.

JAY, J. M. Microbiologia de Alimentos. 6a ed. Porto Alegre: Artmed, 2005, 711p

TORTORA, G. J. et al. Microbiologia. Porto Alegre: Editora Artmed, 2005. 894 f.

VENTURINI FILHO, W. G. Tecnologia de Bebidas. São Paulo: Editora Edgard

Blücher LTDA, 2010. 492 f.

VERMELHO, A. B. et al. Enzimas em Biotecnologia. Rio de Janeiro: Editora

Interciência Ltda, 2008. 506 f

WISEMAN, A. Principios de Biotecnología. Zaragoza: Editora ACRIBIA S.A.,

1986, 252 F.

Website

CERVBRASIL

< http://www.cervbrasil.org.br >

Acessado em: 18 out. 2013.

MATÉRIAS-PRIMAS. Disponível em:

36

< http://www.comofazercerveja.com.br/conteudo/view?ID_CONTEUDO=14>.

Acesso em: 15 ago. 2013.

CERVESIAS

< http://cervesias.com.br >

Acessado em: 18 out. 2013

História da Cerveja – Brasil. Disponível em:

< http://www.cervejasdomundo.com/Brasil.htm >

Acessado em: 18 out. 2013

Oktoberfest São Paulo. Disponível em:

< http://www.oktoberfestsp.com.br/ >

Acessado em: 18 out. 2013